该装置不仅仅用于氢化(氢气的实验室制法的发生装置)(选用和制氢气相同的发生装置)

原标题:elmond yeung是改造连续反应设备|传统生产设备,提高效率和安全环保

连续反应溶液

该装置不仅仅用于氢化(氢气的实验室制法的发生装置)(选用和制氢气相同的发生装置) 热门话题

所以,让我们开始谈正事,谈谈我们用于连续反应的一些解决方案。连续过程分为反应和后处理,反应优先。普通反应器具有管床微通道,其纵横比不同。宽高比1-3称为釜,3-100称为塔,100以上称为管,大于100称为微通道。长径比越大,传质和传热效果越好,但对多相系统的适用性越差。直径比越小,传质和传热效果越差,但混合后的适用范围越广。在将间歇过程转变为连续过程之前,我们必须考虑三个方面:01充分了解反应过程,特别是关于混合放热相气体粘度变化固体的反应,这主要是为了传质设计;应明确反应热力学动力学的数据和模型、整个放热情况、原材料累积的放热下降速率,这是设计的传热方面。基本上,反应是不均匀放热的,在每一个阶段最后如何,你需要测试。有原料中间产物的热分解温度,也需要测试DSC;应明确反应机理,特别是真实反应速率,包括产物和杂质的反应速率,以及原料浓度的变化。这主要是为了确保适当的反应停留时间。如果我们能计算出在不同温度下的反应速率,那就太好了。

平流管式反应器:它有许多优点:第一:平流,返混小,容积效率高。特别是A+B→C、 但产物C和原料A将继续反应过程。一般来说,对于这个反应,普通反应器的溶液是B的20倍。如果你使用的是管式反应器,可能是B的10倍;第二:传热效率大大提高,可以快速控制超温和超压等情况的发生。即使出现异常,由于材料量少且安全,也可以实现分段温度控制。然而,它也有一些缺点:它不能制作很长时间。大型化学工业中有3000m的管道反应器,精细化学工业中的最大管道反应器为500m,因此停留时间不能太长。那些有固体的,和有气体出来的,都不是很好。

使用管式反应器时,应特别注意混合器的作用。确保在反应器前面添加混合器。对于短时间内不释放气体和热量的均相反应,使用了许多国外的塔式反应器,即长宽比为20的厚管式反应器。索尔维有直径为2m、高度超过20米的反应器,以及水平反应器,它们添加了一些内部组分以改善混合和传热。

水平推力流非常适合均质,如果非均质,反应时间长,混合是最重要的问题,可能需要多级混合器,最好使用模型来计算。物料在混合段之后,进入反应段,是多少流速,开始分层的时间过长等等。管道速度是一个非常重要的设计参数。我们帮助江苏的一位客户开发了“从某种胺+某种氯化烃合成有机胺”的连续高压管道反应器,该反应器取代了之前的十多个高压釜。

管式反应器也可设计为绝热型,以克服放大效应。全保温管式反应器技术,是将放热反应分为两部分,用于将热量去除到材料中以充分稀释,用多个产品稀释反应热,以平滑反应热的释放和传递,该过程在热力学方面无放大效应,特别适用于大快速反应热量型。我们做了一个高放热反应,绝热温升为1000度。

将下面的反应溶液稀释多次,需要考虑该浓度下的反应速率。山东某生产线的公司,由于热量太大,原来设计的5000吨生产能力实际上只做2000吨,生产不正常,经常出现反应物料过热的情况,我公司通过全保温管反应器技术,实现了改造,实现了5000吨的生产能力,实现连续无人值守自动化装置,充分降低工艺风险点。

不同规模的反应器

3.微通道反应堆:经过康宁多年的宣传,微通道反应堆已经得到了大家的认可。目前,许多国内公司也在推出。微通道反应器可以显著改善流体混合程度,提高传质性能,提高整体传热效率。它适用于低温、高风险和不稳定放热反应物或产物的反应。微反应器的缺点是它们不适用于固体形成/气体释放反应,也不适用于反应时间长的反应。所以,在使用微反应之前,做一个简单的判断。就是要看:将所有材料全部反应后的时间,如果超过3小时,就很难用微反到位来做一个好的反应。通常使用微反应器,需要将反应温度提高20-30度。如果你在相同的温度下进行,很多反应都不会结束。许多均相、放热和小反应通过使用微反应将不会有多大改善。反应速率由原料浓度和温度决定,与传热传质无关。无论传质设备有多好,反应速度都无法提高。然而,微反应利用其超强的混合效应来克服某些反应的官能团定位效应。微反应的传热效果太好了,所以在做实验时,你根本感觉不到热释放问题。

[财经消息]

微反应器在选择性方面也优于其他反应器。通常期望微反应解决一些放热反应,以确保小型化的安全性。然而,我们不应期望用单个微反应来解决该反应。我们应充分利用其优势,将微反应与其他连续方法相结合,形成综合解决方案。例如A+3B→CA连接到三个B。前两个带着很大的热量上升,最后一个B由于空间位阻必须加热。你可以考虑最放热的阶段,用微逆,然后管或CSTR结合。

环流反应器:国外加氢广泛采用环流反应器,是改善气液混合的良好解决方案。文丘里管用于实现气体和反应液体的有效混合。与普通高压反应釜相比,氢气泡直径由原来的1-2mm减小到0.003-0.07mm。传质系数从0.15-0.35kLA/s增加到1.6-2.0kLa/s。整个反应的动力学状态大大改善。

这是一种适用于某些氢化反应的装置,如脂肪族基团末端的氰基氨基,但对于某些双键加成反应则效果不佳。再加上连续催化剂过滤技术,该装置是完美的。均相催化剂加氢非常适合该装置。

下面是一个项目优化后的比较,真实数据。该装置不仅仅用于氢化。我们还将其用于氯的氯化和其他气液反应。然而,对于耐腐蚀的工作条件,我们必须充分考虑静电问题。气液混合的改进,以及其他措施,如涡流泵、外部气体循环压缩机、自吸减半等。具体方案的选择取决于具体情况,如汽液比、腐蚀、压力等。气液混合泵的汽液比需要小于1:10,但文丘里管非常好。

后处理的连续性

所有这些都是连续反应器,它们通常是这些类型和组合。固定床使用不多,不再详细。我们来谈谈后处理的连续性。后处理常常被流程开发人员忽略。然而,在实际工厂中,后处理工艺只是设备占用量大、投资大、产量损失高、污染物排放高、安全危害程度高、劳动强度大。后处理包括:固液分离、萃取、洗涤、蒸馏、浓缩、蒸发、结晶、冷却、结晶和蒸馏。

一、萃取清洗:可采用连续萃取柱离心提取器、碟式离心机、液-液离心机等技术实现反应后处理的连续性。提取实际上分为两个过程:提取和分离。离心萃取机具有一般的萃取能力,分离能力好。萃取塔,由于萃取能力很好,分离能力一般。一般石化萃取塔,是利用萃取三角原理,实现高效萃取,用少量溶剂即可完成萃取。如果两相的密度接近于这两个相,则适合使用离心提取器,在重力情况下,两相密度差为0.05。但在离心力为5 G的离心机中,密度差是0.25,分离良好。有更有效的液-液离心机用于破乳。

再次,连续蒸馏和浓缩:连续蒸馏和富集设备,一般使用薄膜蒸发器。这个设备的选择有点麻烦,很多软件都没有这个型号。这不是一个小的测试尝试,许多小的测试区域,放大问题,蒸发和浓缩是一个系统工程,包括传热,蒸发,真空,冷凝器等,在工业设计中,这件需要保守,至少2级。我们使用两级搪玻璃薄膜蒸发器将70%的POCl3浓缩至0.1%。另一个问题是如何在真空条件下连续转移罐底部的蒸发冷凝液和浓缩液体 你需要一个特殊的泵,甚至不是离心泵。减压蒸发比常压蒸发消耗更多的热量。这一点很多人都有误解,认为减压快,蒸汽消耗少,减压快的原因在于汽化温度低,夹套两侧温差大。温差与热导率成正比,在真空条件下,分子和分子之间的距离更大,因此成为液体所需的能量更大。蒸发所用的热量和冷凝所用的冷量比大气压下大5%到10%。

对于使用大量溶剂的重复提取过程,通常需要设计一个连续的“提取-浓缩”集成系统以减少溶剂量。我们在这方面有很多成熟的技术。最后,连续蒸发结晶和冷却结晶,还有专业设备,使用奥斯陆结晶器。

补充内容是一个仿真软件问题

补充内容:两个仪表和自动控制问题

连续生产过程,基本上是全自动化的,需要整体设计。在连续化工生产中,连续进料计量系统是最关键的设备。特别是对于AB两种材料需要精确的配比控制,需要做好工程和设备冗余设计,并具有自动纠错功能。否则,一旦仪器出现偏差问题,整个产品质量问题就会长期存在。如果A反应过度,会好得多。此外,反应釜必须配备自动温度控制系统。对于国家重点监管的危险过程,应根据要求设计紧急切断、紧急冷却、紧急排放系统或SIS系统。

补充内容3:风险

风险是安全问题和质量问题。安全风险,在于各种失控,需要做严格的HAZOP,分析风险点,充分考虑所有仪表阀门失控故障。质量风险是当控制参数存在微小偏差时,所有仪表和工人都不会看到,但会影响质量。因此,有必要系统地考虑所有仪器的偏差对过程的影响,以及是否有必要使二次支撑系统冗余。


1a

发表评论

Copyright 2002-2022 by 爱媛翻译网(琼ICP备2022001899号-3).All Rights Reserved.